Wirtualne planowanie chirurgiczne w przypadku resekcji segmentowej żuchwy

Wstęp:

Guzy zębopochodne zajmują przede wszystkim okolicę żuchwy i stanowią około 99,1% wszystkich guzów łagodnych kości szczęki. Wśród nich znaczną część stanowią nowotwory zębopochodne, w dużej mierze związane z zębami. Warto zauważyć, że w kości żuchwy stanowią 67,7% wszystkich nowotworów zębopochodnych w okolicy szczęki twarzowej. Ponadto łagodne nowotwory zębopochodne żuchwy często wykazują powolny postęp, zazwyczaj są pozbawione bólu i objawiają się przede wszystkim obrzękiem kości. W rezultacie nowotwory często wykrywane są w późniejszym stadium, co może prowadzić do poważnych powikłań, takich jak całkowite zniszczenie żuchwy, deformacje twarzy, wady zgryzu, a w rzadkich przypadkach transformacja złośliwa.

Leczenie łagodnych guzów zębopochodnych żuchwy pozostaje przedmiotem debaty i wyzwań. Idealne podejście do leczenia musi obejmować odpowiedni poziom resekcji kości, minimalizując jednocześnie nawroty, zapewniając w ten sposób zarówno wyniki estetyczne, jak i przywrócenie funkcjonalności w okolicy jamy ustnej. Powszechnie stosuje się dwie metody chirurgiczne: metody zachowawcze, takie jak wyłuszczenie, łyżeczkowanie z osteotomią obwodową lub bez niej, oraz radykalna resekcja chirurgiczna obejmująca segmentowe usunięcie kości. Segmentową resekcję żuchwy wybiera się, gdy guzy wykazują rozległe zniszczenie kości i nie odpowiadają na leczenie zachowawcze, szczególnie w przypadku guzów wysoce inwazyjnych, w których pozostała grubość kości jest mniejsza niż 1 cm poniżej dolnej krawędzi żuchwy.

Chociaż resekcja segmentowa zapewnia wysoką skuteczność leczenia przy niskim odsetku nawrotów, jest to podejście inwazyjne, związane z pooperacyjnymi powikłaniami anatomicznymi. Utrzymanie prawidłowego ustawienia kłykcia żuchwy w obrębie dołu panewkowego po resekcji segmentowej jest dużym wyzwaniem. Naturalna artykulacja kłykcia i dołu odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu żuchwy. Utrzymanie pierwotnej pozycji kłykcia po resekcji pozostaje wyzwaniem, co prowadzi do problemów związanych z funkcjonowaniem stawu skroniowo-żuchwowego (TMJ), w tym klikania stawów, bólu i ograniczonego otwierania ust. Niezajęcie się tymi problemami w odpowiednim czasie może skutkować poważnymi powikłaniami, takimi jak zesztywnienie stawów i zwichnięcie, wymagającymi dodatkowej operacji korekcyjnej. Dlatego zachowanie naturalnej relacji dołu kłykciowego i panewkowego jest niezwykle istotne i wymaga szczególnej uwagi. Ponadto istotne jest dokładne ustawienie rekonstruowanego odcinka w pożądanej orientacji.

Wraz z pojawieniem się wirtualnego planowania chirurgicznego w oparciu o modelowanie 3D i technologię druku 3D, narzędzia pomagające w rekonstrukcji żuchwy po resekcji segmentowej mogą być projektowane i produkowane przed operacją, co potencjalnie może zapewnić lepsze wyniki pooperacyjne. Decyzja o natychmiastowej rekonstrukcji z przeszczepem kostnym jednocześnie podczas segmentowej resekcji żuchwy stanowi istotne wyzwanie. Choć podejście to może zmniejszyć potrzebę kolejnych operacji i skrócić czas powrotu do zdrowia, pozostaje kontrowersyjne ze względu na inwazyjność i duże prawdopodobieństwo wznowy miejscowej guza. Dodatkowo technika ta może być nieodpowiednia w przypadku dużych guzów lub zdiagnozowanych w późnym stadium. W takich przypadkach przeszczepienie staje się wyzwaniem, zwłaszcza gdy stopień ubytku kości w żuchwie przekracza 6 cm. W związku z tym opcją jest przeszczep kości unaczynionej; wiąże się jednak z wysokimi kosztami i trudnościami technicznymi, ograniczając jego dostępność dla wielu pacjentów. Dlatego segmentowa resekcja żuchwy w połączeniu z umieszczeniem płytki rekonstrukcyjnej pozostaje skuteczną metodą leczenia łagodnych guzów zębopochodnych żuchwy, zmniejszającą ryzyko nawrotu i zapewniającą możliwości leczenia większości pacjentów.

W Wietnamie, obok tradycyjnych metod chirurgicznych leczenia guzów zębopochodnych żuchwy, obejmujących ręczną śródoperacyjną ocenę planowania resekcji w oparciu o modele żuchwy, rośnie tendencja do chirurgii precyzyjnej. Jednakże ograniczona liczba badań związanych z chirurgiczną resekcją guzów zębopochodnych żuchwy z wykorzystaniem przedoperacyjnych, drukowanych trójwymiarowych (3D) modeli z instrumentami prowadzącymi w celu dokładnej resekcji kości i repozycjonowania kłykci, stanowi lukę w wiedzy w tej dziedzinie. Dlatego badacze zainicjowali projekt badawczy zatytułowany „Zastosowanie wirtualnego planowania w leczeniu chirurgicznym guzów zębopochodnych żuchwy z umieszczeniem płytki rekonstrukcyjnej” z następującym pytaniem badawczym i celami:

Pytanie badawcze: Czy podejście do wirtualnego planowania i modelowania 3D ma przewagę nad tradycyjnymi metodami chirurgicznymi w leczeniu nowotworów zębopochodnych żuchwy?

Metoda:

Badanie składa się z dwóch faz: fazy badań in vitro i fazy badań klinicznych.

Faza 1: Badania in vitro

• Przetwarzanie danych dotyczących żuchwy i chirurgicznych narzędzi pomocniczych z obrazów tomografii komputerowej za pomocą oprogramowania.
• Drukowanie 3D modeli żuchwy i chirurgicznych instrumentów pomocniczych przy użyciu plastiku z obrazów tomografii komputerowej żuchwy.
• Zagięcie płytki rekonstrukcyjnej zgodnie z modelem żuchwy.
• Gięcie płytki rekonstrukcyjnej: Precyzyjne wygięcie płytki rekonstrukcyjnej tak, aby ściśle przylegała do zewnętrznej powierzchni żuchwy (zapewniając co najmniej trzy otwory do mocowania płytki na każdym pozostałym segmencie kości).
• Umieszczenie płytki rekonstrukcyjnej na modelu 2 żuchwy za pomocą narzędzia do stabilizacji fragmentu kości.
• Tomografia komputerowa modelu 2 żuchwy po umieszczeniu płytki rekonstrukcyjnej.
• Ocena dokładności modelu 3D (model żuchwy 2 z narzędziem do mocowania płytki i fragmentów kości) w porównaniu z rzeczywistą żuchwą (z wstępnego badania tomografii komputerowej). Dodatkowo zaznaczanie punktów orientacyjnych anatomicznych, pomiar określonych linii i kątów na obrazach CT modelu kości oraz obrazach CT żuchwy w celu obliczenia błędów procentowych.

Faza 2: Badania kliniczne z kontrolą

Grupowa Grupa Wirtualnej Chirurgii:

1. Przygotowanie niezbędnych instrumentów:

   • Wykorzystanie wstępnie wygiętego segmentu płytki rekonstrukcyjnej i chirurgicznych narzędzi pomocniczych, które zostały zaprojektowane i wydrukowane, a także projektowanie i obróbka modeli żuchwy nr 1 odpowiednich do operacji.
   • Wyznaczenie linii cięcia na modelu żuchwy nr 1 na podstawie zdjęć panoramicznych, z pozycją cięcia około 1 do 1,5 cm od krawędzi guza.

2. Płytka rekonstrukcyjna i przewodnik chirurgiczny:

   • Sterylizacja płytki rekonstrukcyjnej i śrub.
   • Sterylizacja narzędzi chirurgicznych za pomocą 0,55% roztworu aldehydu ortoftalowego.
3. Na sali operacyjnej w celu resekcji i rekonstrukcji segmentowej żuchwy:
4. Leczenie i ocena pooperacyjna:

Grupa Chirurgii Konwencjonalnej:

1. Tworzenie modelu 3D żuchwy przy użyciu tworzywa sztucznego na podstawie danych ze skanu CT. Wyznaczenie linii cięcia na modelu 3D żuchwy na podstawie zdjęć panoramicznych, z pozycją cięcia około 1 do 1,5 cm od krawędzi guza. Model nie przeszedł jeszcze obróbki.

2. Gięcie płyty rekonstrukcyjnej:

   • Rysowanie linii cięcia żuchwy na modelu rekonstrukcji 3D.
   • Przycięcie plastiku tak, aby imitowało zewnętrzną powierzchnię żuchwy na modelu 3D. Przetwarzane ręcznie.
   • Precyzyjne dogięcie płytki rekonstrukcyjnej tak, aby dobrze przylegała do zewnętrznej powierzchni modelu 3D żuchwy (zapewniając co najmniej trzy otwory do mocowania płytki na każdym pozostałym segmencie kości).
   • Sterylizacja płytki rekonstrukcyjnej i śrub.
3. Na sali operacyjnej w celu resekcji segmentowej żuchwy i rekonstrukcji metodą tradycyjną.
4. Leczenie i ocena pooperacyjna:

Zmienne badania:

• Zmienną predykcyjną w tym badaniu jest dodatkowa metoda stosowana w celu zwiększenia dokładności chirurgicznych narzędzi pomocniczych drukowanych w 3D.
• Główną zmienną wynikową tego badania jest ocena stabilności kłykcia w miejscu pooperacyjnej resekcji segmentowej i rekonstrukcji.
• Drugorzędną zmienną wyniku jest ocena zgryzu uczestników po operacji.
• Inne zmienne zebrane w tym badaniu obejmują wiek, płeć, lokalizację (szczęka vs żuchwa, przednia vs tylna) oraz ocena pooperacyjnej jakości życia uczestników. Analiza statystyczna:
• Statystyki opisowe dla obu grup przedstawiono w stosownych przypadkach jako średnie lub proporcje.
• Porównania wyjściowe pomiędzy obiema grupami przeprowadzono za pomocą testów t i, w stosownych przypadkach, dokładnych testów Fishera.
• W celu uzyskania głównego wyniku przeprowadzono wieloczynnikową analizę regresji Coxa w celu porównania czasu do nawrotu choroby w obu grupach. Dodatkowo porównanie czasu do nawrotu przedstawiono w sposób nieskorygowany w postaci krzywej Kaplana-Meiera.
• Porównanie stabilności kłykcia w miejscu pooperacyjnej resekcji segmentowej i rekonstrukcji przeprowadzono metodą wieloczynnikowej regresji logistycznej. W obu analizach kontrolowano następujące potencjalne czynniki zakłócające: lokalizację guza.
• Wszystkie oceny uznano za istotne przy p < 0,05. Wszystkie testy statystyczne przeprowadzono przy użyciu programów SPSS 26.0 i Microsoft Excel 16.39.